CN1523844A - 用于在计算网格中创建服务实例的方法和系统 - Google Patents

Abstract

公开了用于在计算网格中创建服务实例的方法和系统。该方法可以包括在计算网格中调度服务以处理至少一部分所请求的事务。可以识别至少一个涉及所调度的服务的附加服务，并且可以在至少一个涉及所调度的服务的附加服务中评估负载状态。如果负载状态超出了阈值负载，可以创建该至少一个附加服务的新实例。这样，可以在网格中预期的负载增长之前，在相关的服务中建立用于处理事务的增强容量。

Description

用于在计算网格中创建服务实例的方法和系统

技术领域

本发明涉及分布式计算领域，包括Web服务和网格(grid)服务，尤其涉及通过网格机构的操作预先创建分布式服务实例。

背景技术

Web服务代表了分布式计算的前沿，并被视为开发真正的通用模型的基础，所述模型用于支持万维网上基于构件的应用的快速开发。已知在现有技术中，Web服务包括大量新出现的标准，这些标准描述了面向服务的，基于构件的应用架构。特别的，Web服务是松耦合的，可重用的软件构件，所述构件从语义上封装了离散的功能，并且Web服务通过标准的因特网协议发布并且可通过编程来访问。在概念上，Web服务代表一种模型，其中进程内的任务被广泛分布于整个价值网络上。特别地，许多业内专家认为面向服务的Web服务的崛起是因特网的下一个进化阶段。典型地，Web服务可以通过例如Web服务定义语言(WSDL)的接口来定义，并且可以根据接口来实现，尽管实现细节无关紧要，只要实现符合Web服务接口的要求。一旦Web服务已经根据相应的接口得以实现，该实现可以在Web服务注册表(registry)，例如通用描述，发现和集成(UDDI)上注册，如本领域的技术人员所熟知的。注册后，服务请求方可以通过使用任何支持消息协议(包括例如简单对象访问协议(SOAP))来访问Web服务。

在支持Web服务的面向服务的应用环境中，找到可靠的服务并且动态实时地整合那些可靠服务以满足应用的目标的方式，已被证明是有问题的。虽然注册表，目录和发现协议提供了用于实现服务检测和服务到服务互连逻辑的基本结构，然而单独的注册表，目录和发现协议不适合分布式互操作。因此，在统一应用的形成中，需要更加结构化，规范化的机构以利于Web服务的分布。特别地，基于开放网格服务架构(OGSA)的网格机构生理学能够以在单纯使用注册表，目录和发现协议时不能实现的方式，在分布式系统上提供用于发现和Web服务(在下文中称为“网格服务”)绑定的协议。如lan Foster，Karl Kesselman和Steven Tuecke的“网格解剖学：Intl j.超级计算机应用(2001)，和lan Foster，Carl Kesselman，Jeffrey M.Nick和Steven Tuecke，的“网格生理学”：Globus.org(2002年6月22日)中所描述的，网格结构可以提供分布式计算基础架构，通过该架构，请求方客户端可以创建，命名和发现网格服务实例。网格服务通过提供增强资源共享和调度支持，对复杂分布式应用通常所需的长期状态的支持，以及对企业间协作的支持，来扩展纯Web服务。此外，虽然Web服务独自完成持久服务的发现和启动，然而网格服务支持可动态创建和销毁的暂时服务实例。使用网格服务的显著益处包含：因更有效地利用计算资源而降低信息技术的拥有成本，以及提高了集成各种计算构件的方便程度。因而，网格机构，尤其是遵循OGSA的网格机构，可以实现面向服务的架构，通过该架构可以提供分布式系统集成的基础--即使在组织级的域上也是如此。

在操作中，可以如适应用于访问特定网格服务的输入请求所需的那样对网格服务进行实例化。通常，一旦已经请求访问网格服务，网格机构可以找到已声明的兼容实现，据此可以创建网格服务的实例以满足访问请求。可选地，可以通过已经创建的已声明兼容实现的实例来满足访问请求。随着已创建实例的容量逐渐耗尽，以致于已创建实例不再能够充分地满足来自所有客户端请求方的所有访问请求，网格机构可以创建网格服务的新实例以适应请求的溢出。特别地，当考虑到所测量的负载而认为不需要网格服务实例时，已创建的网格服务的实例可以根据需要卸载。

不过，所请求的、但负载过重的网格服务的新实例不会被创建，直到所请求的网格服务的已经创建的实例的负载达到不适当的水平。而且，因为单独的网格服务可以形成，并常常仅仅形成应用的一部分，与单独网格服务所经受的过载相同步地，相关网格服务会变得负载过重。然而，不创建相关网格服务的新实例，直到分别和独立的分析得出需要相关网格服务的新实例的结论。因此，宝贵的计算资源会不必要地消耗在确定何时创建网格服务的新实例以适应负载增长方面。而且，在许多情况下，在对增加的负载的条件反射式(knee-jerk)响应中，会创建多于所需的网格服务实例。

发明内容

本发明是用于在计算网格中创建服务实例的方法和系统。该方法可以包括在计算网格中调度服务以处理至少一部分所请求的事务。可以识别至少一个涉及所调度的服务的附加服务，并且可以在至少一个涉及所调度的服务的附加服务中评估负载状态。如果负载状态超出了阈值负载，可以创建该至少一个附加服务的新实例。这样，可以在网格中预期的负载增长之前，在相关的服务中建立用于处理事务的增强容量。

在本发明的一个方面，调度步骤可以包括在计算网格中找到已经根据一个服务创建的服务实例，该服务被配置成访问为满足至少一部分所请求事务所需的资源。在找到的服务实例中可以评估负载状态。随后，如果找到的服务实例中的负载状态超出了阈值负载，可以创建所配置的服务的新实例。否则，该部分所请求的事务可以被分配给所找到的、负载状态没有超出阈值负载的服务实例。在这点上，创建步骤可以包括，如果负载状态超出了根据服务等级协议(SLA)的条款规定的阈值负载，创建至少一个附加服务的新实例的步骤。

在本发明的另一方面，识别步骤可以包括监视在计算网格中不同服务所处理的不同类型的事务所访问的各个资源。另外，可以查询不同服务，以确定不同服务的基础资源能力。最后，不同服务中选定的服务可以被识别为相关服务，在相关服务中，通过事务类型预先确定不同服务中的选定服务所访问的资源中的各个资源和基础资源能力，以和所调度的服务中处理的事务相关。

预测性的网格服务实例创建系统可以包括部署在网格服务主机上，被构造成根据需要实例化相应计算网格中的网格服务的服务创建设施。该系统还可以包括监视器，其被编程为监视计算网格中调度的事务以识别相关网格服务，并且评估计算网格中网格服务的各个实例化服务中的同期负载状态。最后，系统可以包括连接到服务创建设施和监视器的调度器。

特别地，调度器可以调度所接收的事务请求，以便被计算网格中网格服务的选定实施例化服务处理，其中所述实施例化服务中的负载状态允许进行该处理。调度器还可以请求服务创建设施创建网格服务的新实例，如果实例化服务中的负载状态要求如此。最后，调度器还可以请求服务创建设施创建被监视器识别的相关网格服务的新实例，如果相关网格服务中的负载状态要求如此。

在本发明的一个重要方面，还可以包括至少一个SLA，SLA可以指定可用性和响应性条款中的至少一个，其中根据该条款可以确定何时负载状态允许调度一个指定网格服务，以及何时负载状态要求创建指定网格服务的新实例。在本发明的另一个重要方面，可以提供事务度量的数据存储器，其中监视器收集度量数据以用于识别相关网格服务。最后，事务度量可以包括网格服务所处理的各种类型的事务所使用的资源，以及在访问资源时网格服务指定的资源能力。

附图说明

附图示出了当前优选的实施例，然而应当理解，本发明不限于所示出的特定方案和装置，其中：

图1根据本发明示出了具有用于在Web服务网格中创建Web服务实例的预测性系统的Web服务网格的模块图；

图2的流程图示出了预测性地创建图1的Web服务网格中的Web服务的实例的过程。

具体实施方式

本发明是用于根据预测服务需要的试探法在计算网格中创建Web服务的实例的方法和系统。依照本发明的方案，可以确定网格中不同Web服务之间的关系。根据确定结果，一个Web服务的实例化可以引起其他相关Web服务的抢先式实例化，以便预测将来临的需要，从而创建相关Web服务的附加服务实例，以满足即将产生的负载。特别地，预期的用于创建相关服务的实例的负载阈值可以依据服务等级协议(SLA)的条款。图1的模块图根据本发明示出了具有用于在Web服务网格中创建Web服务实例的预测性系统的Web服务网格。本领域技术人员可以理解，可以通过在计算机通信网络110，例如因特网上以网格形式彼此通信连接的一个或多个网格主机120构造Web服务网格。各个请求方客户端190可以向一个或多个网格主机120请求访问Web服务。特别地，如本领域技术人员所熟知的，SOAP编码消息可以在网格主机120和请求方客户端190之间交换。消息可以包括发现特定Web服务的位置的请求，和对该请求的应答，在应答中揭示出所请求的Web服务的网络位置。

网格主机120可以通过集中方式布署在服务器计算设备内，或者通过分布式方式部署在多个服务器计算设备上。在任一情况下，可以提供Web服务器140，Web服务器140可以被构造成响应针对内容，例如标记文档的网络请求。如本领域普通技术人员所理解的，Web服务器140可以被构造成处理超文本传送协议(HTTP)消息，和发布例如超文本标记语言(HTML)格式的文档，可扩展标记语言(XML)格式的文档等等的标记。

在网格主机120中，Web服务器140可以通信连接到应用服务器150。应用服务器是本领域所熟知的，并且通常被构造成处理以解释方式执行或具有本来格式(native format)的机器码。传统的应用服务器处理服务器端逻辑，例如脚本和servlets。无论如何，应用服务器150均可以连接到Web服务引擎160，Web服务引擎160被构造成在一个或多个Web服务容器130中实例化各个Web服务。重要的是，每个Web服务容器130可以访问一个或多个支持应用180，例如标记分析器或标记代码转换器。结果，在容器130中工作的Web服务可以访问支持应用180的操作功能。重要的是，网格服务机构170可以被部署在每个网格主机120中。网格服务机构170可以实现网格服务接口，例如由OGSA定义并且例如根据Globus项目，Globus工具集特性：开放网格服务架构，Globus指南，Argonne国家实验室(2002年1月29日)规定的接口。如本领域所熟知的，兼容OGSA的网格服务接口可以包括以下接口和行为：

1.Web服务创建(设施)

2.全局命名(网格服务句柄)和引用(网格服务引用)

3.生存期管理

4.注册和发现

5.授权

6.通知

7.并发

8.可管理性

在这点上，网格服务机构170可以包括设施接口，其能够使用“设施创建服务”将选定Web服务的实例克隆到新的或已存在的应用容器中。明显地，网格服务机构170可以在一个或多个远程网格主机120上实例化所请求的Web服务的克隆实例。尤其是，与网格架构的意图相一致地，如果各个远程网格主机120的处理负载超过可接受或预先规定的容量，可以选择各个远程网格主机120中的其它主机以容纳选定Web服务的新实例。与传统的网格服务机构不同，网格服务机构170不仅可以预测性地创建所需Web服务的实例，而且可以创建相关Web服务的实例以适应预期的负载。

更具体地，监视过程200A可以监视不同应用事务类型所使用的资源。出于本发明的目的，事务可以包括网格中驻留的应用所执行的任何处理。示例性的事务可以包括管理信息系统中的查询操作，或财务处理系统中的借记操作。应用事务类型所使用的资源的设置可以被写入固定存储器200C，为便以后用于预测和探测式地确定是否创建Web服务和相关Web服务的新实例。

除利用的资源外，监视过程200A可以查询网格中的Web服务以识别它们各自的基础资源能力。尤其是，监视过程200A可以确定相应Web服务能够访问何种类型的资源，以及相应Web服务可以在何种级别上访问那些资源。最后，监视过程200A可以查询网格中的Web服务以确定所经受的负载。然而在以上每一个例子中，本领域技术人员可以认识到，本发明不局限于主动查询。在预订或观察者模型的情况下，网格中的Web服务可以主动地报告基础资源能力和负载给监视过程200A。然而在每种情况下，收集的度量数据可以被存储在固定存储器200C中。

在监视过程200A之后，调度器200B可以接收针对事务的请求，调度器200B可以响应该请求而取出存储在固定存储器200B中的度量数据。然后调度器200B可以试探式地应用取出的度量数据，以确定调度接收到的事务的方式。更具体地，调度器200B可以识别特定网格主机120内的特定容器130中的特定Web服务，以满足所请求的事务的各个部分的要求。如果需要，附加Web服务实例可以被创建以满足所请求的事务的各个部分的要求。最后，可以不必为满足网格中已创建的Web服务实例所经受的同期负载而创建相关Web服务实例，但可以为满足根据存储在固定存储器200C中的度量数据试探性预测的预期负载而创建相关Web服务实例。

图2的流程图说明了在图1的Web服务网格中预测性调度Web服务的实例的过程。从块210开始，可以接收事务请求。在块220中，可以识别事务类型。在块230中，根据识别的事务类型可以确定为事务提供服务所需的资源。在块240中，可以找到网格中已知的、为访问所需资源而配置的服务提供商。

在块250中，可以查询每个找到的服务提供商以确定同期经受的负载。在决策块260中，如果必须创建新服务实例以访问所请求的事务所需的一个或多个资源，在块280中，可以在网格中的网格主机中创建服务的实例。本领域技术人员可以理解，可以创建新服务实例，以便每个服务能够访问需要的资源，其中所述服务的负载超过了阈值负载，当超过阈值负载时，服务不能充分地提供对所需资源的访问。虽然，如果不会需要新服务实例以访问所需资源，在块270中，可以根据找到的服务的现有实例来调度事务。

在决策块290中，可以根据先前收集的度量数据识别已知与已创建的服务实例相关的附加服务。在决策块300中，可以检测每个识别出的相关服务的负载，以便确定是否应该创建相关服务的新实例以满足预期的，将来临的请求。最后，在块310中，如果合适，当负载确定结果表明需要时，可以创建选定的相关服务的实例，随后在块270中可以调度接收到的事务。

本发明可以通过硬件，软件或硬件和软件的结合来实现。本发明的方法和系统的实施可以通过集中化方式在一个计算机系统中实现，或者通过不同单元散布于几个互联的计算机系统上的分布式方式实现。任何种类的计算机系统，或适于执行这里描述的方法的其他装置，均适合于执行这里描述的功能。

典型的软件和硬件的结合可以是具有计算机程序的通用计算机系统，其中当被装载和执行时，计算机程序控制计算机系统，使其执行这里描述的方法。本发明还可以体现在计算机程序产品中，所述计算机程序产品包含所有允许实施这里描述的方法的特征，并且当装载在计算机系统中时，计算机程序产品能够执行这些方法。

本文中计算机程序或应用是指一组指令的，以任何语言、编码或符号表达的任何表示，其目的是使具有信息处理能力的系统直接或在下述两者之一或全部之后执行特定的功能：a)转换到另一个语言，编码或符号；b)以不同的材料形式再生。显然，此发明可以体现在其他的特定形式中，而不违背本发明的精神或必要属性，因此，应该参考下述权利要求，而不是前述的说明，来得到本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于在计算网格中创建服务实例的方法，该方法包括步骤：

在计算网格中调度服务以处理至少部分的所请求事务；

识别与所述调度的服务相关的至少一个附加服务；

评估与所述调度服务相关的所述至少一个附加服务中的负载状态；和

如果所述负载状态超过阈值负载，创建所述至少一个附加服务的新实例。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述调度步骤包括步骤：

在计算网格中找到已经根据一服务而创建的服务实例，所述服务被构造成访问满足至少部分的所述所请求事务所需的资源；

评估所述找到的服务实例中的负载状态；和

如果所述找到的服务实例中的所述负载状态超过了阈值负载，创建所述构造的服务的新实例，但如果所述负载状态没有超过阈值负载，分配所述部分的所请求事务给所述找到的服务实例。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述识别步骤包括步骤：

在计算网格中监视不同服务处理的不同类型的事务所访问的各个资源；

查询所述不同服务以确定所述不同服务的基础资源能力；和

识别所述不同服务中的选定服务以作为所述相关服务，其中根据事务类型预先确定所述不同服务中所述选定服务所访问的所述资源中的各个资源，和所述基础资源能力，以和所述调度的服务中处理的事务相关。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述创建步骤包括步骤：

如果所述负载状态超过根据服务等级协议(SLA)的条款规定的阈值负载，创建所述至少一个附加服务的新实例。

5.如权利要求2所述的方法，其中创建所述构造的服务的新实例的所述步骤包括步骤：

如果所述找到的服务实例中的所述负载状态超过根据服务等级协议(SLA)的条款规定的阈值负载，创建所述构造的服务的新实例，但如果所述负载状态没有超过所述阈值负载，分配所述部分的所述所请求事务给所述找到的服务实例。

6.一种预测性网格服务实例创建系统，包括：

服务创建设施，其部署在网格服务主机中，并且被构造成在相应计算网格中根据需要实例化网格服务；

监视器，其被编程以监视所述计算网格中调度的事务，从而识别相关的网格服务，并且评估所述计算网格中网格服务的各个实例化网格服务的同期负载状态；和

调度器，其连接到所述服务创建设施和所述监视器，所述调度器(1)调度接收到的事务请求，以便被计算网格中所述网格服务的选定实例化网格服务处理，其中所述实例化网格服务中的负载状态允许进行该处理，(2)请求所述服务创建设施创建所述网格服务的新实例，其中所述实例化网格服务中的负载状态需要进行该创建，和(3)请求所述服务创建设施创建所述监视器识别的相关网格服务的新实例，其中所述相关网格服务中的负载状态需要进行该创建。

7.如权利要求6所述的系统，还包括至少一个服务等级协议(SLA)，其具有可用性和响应性条款中的至少一个，其中根据所述条款可以确定何时负载状态允许调度指定的网格服务，以及何时负载状态需要创建指定网格服务的新实例。

8.如权利要求6所述的系统，还包括所述监视器收集的，用以识别所述相关网格服务的事务度量的数据存储器。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述事务度量包括所述网格服务处理的各种事务所使用的资源，以及在访问所述资源时所述网格服务指定的资源能力。

10.一种机器可读存储器，在其上存储有用于在计算网格中创建服务实例的计算机程序，该计算机程序包括用以使机器执行以下步骤的例行指令组：

在计算网格中调度服务以处理至少部分的所请求事务；

识别与所述调度的服务相关的至少一个附加服务；

评估与所述调度服务相关的所述至少一个附加服务中的负载状态；和

如果所述负载状态超过阈值负载，创建所述至少一个附加服务的新实例。

11.如权利要求10所述的机器可读存储器，其中所述调度步骤包括步骤：

在计算网格中找到已经根据一服务而创建的服务实例，所述服务被构造成访问满足至少部分的所述所请求事务所需的资源；

评估所述找到的服务实例中的负载状态；和

如果所述找到的服务实例中的所述负载状态超过了阈值负载，创建所述构造的服务的新实例，但如果所述负载状态没有超过阈值负载，分配所述部分的所请求事务给所述找到的服务实例。

12.如权利要求10所述的机器可读存储器，其中所述识别步骤包括步骤：

在计算网格中监视不同服务处理的不同类型的事务所访问的各个资源；

查询所述不同服务以确定所述不同服务的基础资源能力；和

识别所述不同服务中的选定服务以作为所述相关服务，其中根据事务类型预先确定所述不同服务中所述选定服务所访问的所述资源中的各个资源，和所述基础资源能力，以和所述调度的服务中处理的事务相关。

13.如权利要求10所述的机器可读存储器，其中所述创建步骤包括步骤：

如果所述负载状态超过根据服务等级协议(SLA)的条款规定的阈值负载，创建所述至少一个附加服务的新实例。

14.如权利要求11所述的机器可读存储器，其中创建所述构造的服务的新实例的所述步骤包括步骤：

如果所述找到的服务实例中的所述负载状态超过根据服务等级协议(SLA)的条款规定的阈值负载，创建所述构造的服务的新实例，但如果所述负载状态没有超过所述阈值负载，分配所述部分的所述所请求事务给所述找到的服务实例。

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